本書基于北京航空航天大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院組織的“零壹科學(xué)沙龍”先進材料專題研討活動,在12篇由青年拔尖人才基于各自取得的階段性科研成果所做的科普報告的基礎(chǔ)上整理、集結(jié)而成。全書主要涵蓋了仿生材料、高分子納米復(fù)合材料、多相復(fù)合材料、大分子材料、微結(jié)構(gòu)材料、聚合物給體材料、智能軟材料、熱電材料、熱電微器件、鋰-空氣電池、體全息光柵材料、電磁隱身材料等內(nèi)容。
本書以通俗的語言介紹材料與化學(xué)領(lǐng)域前沿的科學(xué)知識,適合廣大科技愛好者閱讀,也可作為相關(guān)專業(yè)研究人員的參考書。
1.北航零壹沙龍活動主題以國家重大戰(zhàn)略需求為先導(dǎo),強化基礎(chǔ)性、前瞻性和戰(zhàn)略高技術(shù)研究,在學(xué)術(shù)圈不斷取得影響力。
2.書中文章作者大都是近年回國的青年學(xué)術(shù)骨干,在航空航天、材料、激光、微機電系統(tǒng)等領(lǐng)域取得了豐富的成果,這些成果的出版一方面可以向普通讀者普及當(dāng)今世界先進技術(shù)的發(fā)展潮流,另一方面也可以給相關(guān)的科研人員的研究方向提供參考。
北京航空航天大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院是學(xué)校設(shè)立的負(fù)責(zé)學(xué)?蒲泄芾矸⻊(wù)的行政機構(gòu)之一,其主要職能是負(fù)責(zé)全?蒲许椖俊⒖蒲谢、科技成果轉(zhuǎn)化及相關(guān)科研活動的組織、管理、服務(wù)和風(fēng)險控制,在國家教育和科技創(chuàng)新政策方針的指導(dǎo)下,科研院對接上級部門,聯(lián)動校內(nèi)各部門,全力服務(wù)全校師生,調(diào)動師生科技創(chuàng)新積極性,支撐學(xué)校“雙一流”建設(shè),服務(wù)立德樹人根本任務(wù)。
目錄
仿生限域液體操控及圖案化 1
自然界的啟示:微納尺度限域結(jié)構(gòu) 1
仿生材料的液體單向輸運及自清潔 8
可控輸運液體及圖案化:面向高性能薄膜器件 11
電場響應(yīng)的液體可控輸運 16
結(jié)語 18
參考文獻 19
仿生輕質(zhì)高強功能一體化高分子納米復(fù)合材料 22
仿生啟示 22
研究思路 23
界面構(gòu)筑策略 24
取向策略 31
致密化策略 35
結(jié)語 39
參考文獻 40
仿生智能多相復(fù)合材料的設(shè)計、制備與應(yīng)用 43
仿生智能多相復(fù)合材料的概念 43
智能多相復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與功能 45
智能多相復(fù)合材料的應(yīng)用 50
結(jié)語 55
參考文獻 55
高性能生物大分子材料及其人工再構(gòu)造 58
高強韌天然動物絲及其人工再構(gòu)造 58
高剛強竹材及其人工再構(gòu)造 67
高韌性動物犄角及其人工再構(gòu)造 69
魚吸盤及其人工再構(gòu)造 71
生物大分子結(jié)構(gòu)性材料的強韌化機制 73
結(jié)語 73
參考文獻 74
師法自然——從混亂隨機到規(guī)則有序的微結(jié)構(gòu)材料 77
自然界中的奇妙微結(jié)構(gòu) 77
仿生微結(jié)構(gòu)材料 82
微結(jié)構(gòu)材料在先進載運工具中的應(yīng)用 87
結(jié)語 90
參考文獻 90
有機光伏——探秘高效聚合物給體材料的設(shè)計思路 93
太陽能電池的分類 93
有機太陽能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理 94
有機太陽能電池的性能參數(shù) 95
有機太陽能電池中的活性層材料 95
如何設(shè)計與開發(fā)高性能聚合物給體材料 96
結(jié)語 104
參考文獻 105
軟體機器人中的智能軟材料 110
軟體機器人 110
智能軟體驅(qū)動材料 111
形式多樣的軟體機器人 118
結(jié)語 121
參考文獻 122
穿梭于火與冰之間的魔法師:熱電材料 125
什么是熱電材料 125
熱電材料蘊含著哪些物理機制? 126
熱電材料的發(fā)展 129
熱電材料的應(yīng)用探索 142
結(jié)語 147
參考文獻 147
激光遇上半導(dǎo)體——熱電微器件與超快激光的“美麗邂逅” 150
激光——未來制造系統(tǒng)通用加工手段 150
什么是熱電材料及其功能原理 153
熱電微器件發(fā)展需求與難點解析 155
熱電微器件與超快激光的“美麗邂逅” 157
結(jié)語 159
參考文獻 160
面向未來的超高比能電池:鋰-空氣電池 163
為什么需要高比能電池 163
什么是鋰-空氣電池 164
鋰-空氣電池面臨的問題 166
高能量密度長壽命鋰-空氣電池的構(gòu)筑 167
應(yīng)用領(lǐng)域和前景 174
結(jié)語 174
參考文獻 174
透過現(xiàn)實看到未來的AR秘鑰——體全息光柵材料 178
AR技術(shù)的發(fā)展歷程 178
體全息光柵衍射波導(dǎo) 180
光致聚合物體全息光柵材料 182
體全息光柵折射率調(diào)制的形成過程 183
靜態(tài)猝滅是折射率調(diào)制度的隱形殺手 184
大分子隔離高效引發(fā)折射率調(diào)制度 186
材料科學(xué)助力多學(xué)科融合AR技術(shù) 187
結(jié)語 189
參考文獻 189
神奇的電磁隱身材料 193
電磁波的利與弊 193
電磁隱身材料概述 195
新型納米吸波材料的研究成果 197
未來電磁隱身材料展望 200
結(jié)語 204
參考文獻 205